содержание   ..  20  21  22  23  24  25 

Комбинированный прибор диагностики коррозионного состояния «ДИАКОР»

Описание и схема прибора. Комбинированный прибор диагностики коррозионного состояния опор «ДИАКОР» (далее прибор) предназначен для проведения комплексного обследования железобетонных опор контактной сети. Прибор позволяет измерять потенциал арматуры опор контактной сети, тросов группового заземления, точек земли, выявлять «низкоомные» опоры среди объединенных тросом группового заземления, определять наличие коррозионных повреждений в подземной части опор.

Разработано несколько вариантов конструктивного исполнения прибора: автономный прибор на базе ампервольтметра М-231, приставка к М-231, автономный прибор с цифровой жидкокристаллической индикацией.

Таблица 4

Рассмотрим подробнее первый из перечисленных вариантов. Схема прибора представлена на рис. 38. Обозначение и тип элементов показаны в табл. 4. Схема выполнена на печатной плате и крепится к раме микроамперметра М-231 изнутри с помощью винтов. Аккумуляторный блок питания размещен в отдельном корпусе и содержит 10 элементов Д-0,55. Выходное напряжение блока питания после зарядки составляет 13,5 Вг в режиме максимального разряда — 10 В. В случае необходимости источником питания для прибора может служить любой источник постоянного напряжения 12— 20 В. На переднюю панель прибора вынесены:

переключатель режимов работы и диапазонов измеряемой величины;

тумблеры контроля поляризующего тока и напряжения питания;

переменный резистор регулировки тока; входные гнезда подключения: арматуры («Армату-ра») электрода сравнения (ЭС), заземлителя (рельсовой сети) («Рельс»), блока питания U„.

В режиме вольтметра измеряется сигнал напряжения, подключенного между входными гнездами «Арматура» и ЭС. В качестве высокоомного повторителя напряжения используется микросхема «выборки — хранения» DA2, находящаяся в режиме «выборка». Входное-сопротивление повторителя составляет 1 МОм, равно сопротивлению резистора R4. Диоды VD3, VD4 образуют цепь защиты прибора от перегрузок по входу. В режиме вольтметра работа источника тока (DAI, VT1) блокируется подачей на вывод 6 микросхемы DA1 высокого-уровня напряжения. Диапазоны измеряемого напряжения переключаются с помощью галетного переключателя SA1 (ПГ2—12П2Н).

В режиме поляризации источник тока обеспечивает-анодную поляризацию арматуры обследуемой конструкции относительно земли. Значение тока может регулироваться с помощью резистора R2. Управление работой-источника тока и устройства «выборки — хранения»-осуществляется логическим блоком прибора, состоящим из генератора DD2 и распределителя DD3. Логический блок производит 1 раз в секунду кратковременное (30 мкс) прерывание тока поляризации. Одновременно с этим осуществляется выборка напряжения арматура — электрод сравнения». Во время протекания тока указанное напряжение не измеряется, a DA2 переводится в режим «хранение». Такой порядок работы необходим для измерения чисто поляризационной составляющей потенциала арматуры и реализует известный принцип «отключения» [2], [18].

Прибор может генерировать прерывистый ток трех частот: 1024; 1; и 1/30 Гц. Первый диапазон используется при поиске «низкоомных» опор внутри групповых заземлений посредством бесконтактных датчиков электромагнитного поля. В качестве датчиков могут быть применены поисковые блоки бт искателей повреждений кабелей. Второй и третий диапазоны генерируемого тока 1 и 1/30 Гц предназначены для поиска «низкоом-пых» опор методом измерения градиента потенциала точек земли. Диапазон 1 Гц используется при измерениях быстродействующими цифровыми приборами, диапазон 1/30 Гц — инерционными стрелочными приборами.

Одновременно с выполнением основных функций может осуществляться контроль поляризующего тока или напряжения источника питания. Перевод в режим «Контроль» выполняется тумблером SA2 или SA3. При контроле поляризующего тока его значение считывается с отрицательной части шкалы. В этом случае вся отрицательная часть шкалы составляет 100 мА. При контроле напряжения питания его значение считывается с положительной части шкалы. Вся положительная шкала  составляет 25 В. Истинное значение напряжения питания выше измеренного на падение напряжения на диоде VD1 (около 1 В).

Режим вольтметра. Переключатель режимов работы и диапазонов измеряемой величины необходимо поставить в положение «Вольтметр, 10 В», подсоединить блок питания, сделать соответствующие подсоединения к входным гнездам. Подсоединение к заземлителю (рельсу) в этом режиме не обязательно; гнезда «Арматура» и ЭС могут рассматриваться просто как соответственно положительный и отрицательный входы вольтметра. Следует учитывать, что использование в качестве электрода сравнения стального штыря может приводить к неконтролируемому разбросу показаний в пределах 100—300 мВ, поэтому для получения меньшей погрешности следует использовать неполяризующиеся электроды, например медиосульфатный.

Режим поляризации (диагностика коррозионных повреждений в подземной части железобетонных опор контактной сети). Необходимый ток при плотности 2,5 мкА/ем2 должен выбираться из табл. 5.
 

Для установки тока необходимо соединить между собой входы «Арматура» и «Рельс», перевести прибор в режим «Поляризация, 10 В» и «Контроль тока». После установки тока переключить прибор в режим «Вольтметр, 10 В», убрать перемычку и сделать необходимые подсоединения к входным гнездам. Начать поляризацию, переведя переключатель в положение «Поляризация». Длительность поляризации при выборе значений- тока по табл. 5 составляет до 5 мин. За это время измеряемое прибором значение поляризационной составляющей потенциала арматуры у опоры без повреждений должно составить не менее 0,6 — 0,7 В.

В случае необходимости при невозможности точного установления типа опоры следует провести контрольное обследование рядом стоящей заведомо неповрежденной опоры предположительно того же типа. Заведомо неповрежденной в плане электрокоррозии следует считать опору, не имеющую (и не имевшую в течение всего периода эксплуатации) «металлического» контакта арматуры с элементами, связанными с цепью заземления (болтами, хомутами, наголовниками жестких поперечин). Сопротивление заведомо неповрежденной опоры, как правило, выше 60 Ом.

Если ток поляризации выбран правильно, однако, за указанное время показания прибора не достигли 0,6 В, обследуемая опора имеет коррозионные повреждения арматуры в подземной части. Важно также, в каком месте установлен электрод сравнения. Для получения общей характеристики коррозионного состояния под-•земной части электрод сравнения целесообразно устанавливать на расстоянии 1,5—2 м от опоры в направлении вдоль пути. При этом обследуется наиболее опасная s отношении коррозии зона — от поверхности земли до глубины 2—2,5 м.

С помощью прибора можно выполнять и более тщательное обследование подземной части, определяя при  этом глубину, на которой расположена поврежденная-зона, а также сторону максимального поражения. Для. определения местоположения повреждения вокруг опоры на разном расстоянии от нее, но не далее 1,5—2 м„ устанавливают несколько электродов сравнения. Производя в процессе поляризации их попеременное подсоединение к гнезду ЭС, по наименьшим показаниям прибора определяют примерное направление и глубину

расположения поврежденной зоны. Эта зона находится с той же стороны, что и соответствующий электрод, на глубине, примерно равной расстоянию его от опоры.

Для грамотной интерпретации получаемых данных следует учитывать, что прибор фиксирует не материальные результаты коррозионного процесса (количество

прокорроднровавшего металла, трещины в бетонной

оболочке опоры), а потерю пассивности поверхности металла арматуры, т. е. самые начальные этапы развития повреждения.

В процессе поляризации должно соблюдаться условие неизменности тока. Стабилизация тока может поддерживаться прибором, если выполняется следующее-требование:

Условия стабилизации тока могут не выполняться в отдельных случаях в знакопеременных и катодных зонах при значительных потенциалах «рельс — земля» отрицательного знака. Для обеспечения нормальной работы прибора в таких условиях целесообразно применять в качестве заземлителя стальной штырь, устанавливаемый в землю на расстоянии не ближе 5—6 м от опоры. В качестве заземлителя может быть использована арматура рядом стоящей опоры, а также любые другие металлические подземные объекты, находящиеся на

доступном расстоянии и не имеющие связи с рельсами. Другой путь обеспечения нормального функционирования прибора заключается в повышении напряжения питания. Прибор допускает повышение напряжения питания до 20 В.

В анодных зонах условия стабилизации тока выполняются всегда независимо от величины напряжения «рельс — земля». Источник тока прибора позволяет длительное время поддерживать неизменным ток при потенциалах до 100—120 В «рельс — земля», прибор защищен от перенапряжений любого знака.

При организации обследования опор следует учитывать, что при их объединении тросом группового заземления ток поляризации в общем случае распределяется между опорами в соответствии с их сопротивлениями. Так как учет токораспределения между опорами виутри группы не всегда возможен, обследование целесообразно проводить после выведения соответствующей опоры из группы. В других случаях ток поляризации должен быть увеличен согласно известным соотношениям электротехники. Обследование можно производить без корректировки тока, если сопротивление группы без обследуемой опоры значительно (не менее чем в 70 раз) превышает сопротивление «арматура — земля» последней,

Режим генератора. В режиме генератора используются входные гнезда «Арматура» и «Рельс». К первому подключается трос группового заземления, ко второму может быть присоединен заземлитель (рельсовая сеть). Выбор того или иного заземлителя зависит от выполнения требований по стабилизации тока (см. выше).

Технология поиска «низкоомных» опор при использовании датчиков электромагнитного поля, входящих в комплект искателя повреждений кабелей заключается в следующем. Прибор переводят в режим «Генератор, 1024 Гц», а датчик поля последовательно располагают вблизи каждой из опор, объединенных тросом группового заземления. Максимальные значения сигнала (тонального или измеряемого встроенным в датчик прибором) соответствуют опорам с нарушенной изоляцией, верхнего пояса.

Кроме определения расположения «низкоомных» опор, при наличии встроенного измерительного прибора по результатам измерений вблизи всех опор можно определить значения сопротивлений каждой из них. Для. этого складывают значения сигнала у всех опор;

При использовании прерывистого тока низкой частоты 1 или 1/30 Гц измеряют скачки разности потенциалов двух точек земли, одна из которых вблизи опоры,, а вторая должна быть удалена от первой в направлении вдоль пути на фиксированное расстояние. Если все обследуемые опоры имеют выводы встроенного заземлителя, допустимо измерять скачок разницы потенциала «арматура — земля».

В качестве электродов предпочтительно использовать неполяризующиеся электроды сравнения. Обработка результатов измерений производится аналогично случаю использования датчиков электромагнитного поля.

Меры безопасности при работе с прибором. Выходное напряжение прибора «ДИАКОР» не является опасным для обслуживающего персонала, однако опасность могут представлять потенциалы «рельс—земля», особенно во время прохода поезда. Кроме того, существует определенная (правда, весьма низкая) вероятность пробоя высоковольтной изоляции обследуемой конструкции, совпадающая по времени с моментом измерений.

Вследствие указанных обстоятельств работы с прибором необходимо проводить в следующей последовательности:

шунтировка существующей заземляющей цепи; установка переносного ИП, калиброванного на 3200 В;

отсоединение существующего заземляющего устройства;

подсоединение прибора; снятие шунта;

перевод прибора в режим вольтметра, поляризации шли генератора;

снятие показаний; отключение прибора; установка шунта; отсоединение прибора;

восстановление исходной заземляющей цепи; снятие шунта.

Переключать режимы работы прибора при отсоединенном шунте необходимо с помощью изолированной .штанги, испытанной в соответствии с требованиями правил техники безопасности. Прикасаться к прибору во время измерений запрещается.

В режиме поляризации допустимо применять существующие ИП без их замены, в режиме генератора также можно использовать установленные заземляющие устройства, однако в случае ЗД полярность подключения прибора следует изменить на обратную.